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以下の実測データ(ダイオードのIV特性)からn値を求める方法なのですが,どのように求めればいいのですか?

自分は,V=1.8の時のIをI1,V=2.2の時のIをI2とした2点から傾きa=ln(I2/I1)/(2.2 -1.8)を求めて,n=(q/kT)/aに代入して,n値を求めました.
ですが,nが6.5というn値ではありえない数値が出てきました…
取る点もしくは式が違うのか分からず、手詰まり状態です…

上記のような方法でなくてもいいので、求め方を教えてくださいm(_ _)m

画像見にくくてすいません…
グラフは横軸V[V]、縦軸I[A]です

「以下の実測データ(ダイオードのIV特性)」の質問画像

A 回答 (2件)

このダイオード特性、電圧が1.7Vあたりから電流が急激に増加してますので赤色LEDの電圧-電流特性と思われます。



LEDの場合、n値は3以上になります。6.5もあり得る値です。シリコンダイオードの場合にはnは1~2程度ですがLEDの場合は大きくなるようです。計算は問題ないです。ちなみに、計算でI2をV=1.9Vの値を使ったらnの値はもう少し小さくなると思いますので計算してみてください。V=2.2Vでは電流は30mAと大きな値になってしまいますのでLEDの抵抗成分の影響が出てくる可能性が大きいです。
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この回答へのお礼

理解できました!
ありがとうございます
提案していただいた方法も試してみようと思います
(ダイオードだけでは、説明不足でしたね…)

お礼日時:2018/12/06 03:18

こんばんは。

工学系ですが、この辺、得意分野ではないですが。
確かに、n値高いですね。
文面から、式追っかけて見たけど、合っている様な感じですんね。
自然対数を使っているし。失礼ながら、IはAで計算していますよね。mAは使っていませんよね。
もちろん、順方向で実験したんですよね。
(以下の資料と比べると、IV特性の立ち上がりの電圧が他の場合と比べて高いかなという気はしました。

色々調べたところ、全部引用ですが、参考になるかな。
回答になっていなくて、すみません。

(以下、引用参考)
甲南大学生実験 http://kccn.konan-u.ac.jp/physics/semiconductor/ …
OKWAVE https://soudan1.biglobe.ne.jp/qa7065666.html
山形大 http://fhirose.yz.yamagata-u.ac.jp/img/pn14.pdf
http://www.geocities.co.jp/HeartLand-Tachibana/9 …
実験結果のVfが高いかな。右と比較して https://poppyshop123.xsrv.jp/poppyshopping/diode/
pn接合ダイオードの電流-電圧特性 https://zawa2.com/ZZsim/doc_pn_current.html
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この回答へのお礼

一応,IはAで計算しています
他の値も単位は間違っていませんでした
実測データは教授が用意してくださったものなので、おそらく、間違いはないと思います
URL参考にしながら、頑張ってみようと思いますm(_ _)m

お礼日時:2018/12/05 17:29

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と近似できます。両辺の対数(自然対数)をとれば
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   ln( 0.002 ) - ln( 0.0002 ) = q*( 0.6 - 0.5 )/( n*k*T )
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   → ln( 10 ) = 0.1*q/( n*k*T )
   → n =0.1*q/{ ln( 10 )*k*T }
q = 1.6E-19、k = 1.38E-23、T = 300K なら
   n = 1.678

>a=(log2.0 - log0.2)/(0.6 - 0.5)という求め方でいいのでしょうか?
対数をとるとき、電流 I の単位はmAでなくA単位で計算しないといけません。また対数は常用対数でなく自然対数です。
   × a = q/( n*k*T ) = (log[10]2.0 - log[10]0.2)/(0.6 - 0.5) = 10 → n = 3.865
   ○ a = q/( n*k*T ) = (ln0.002 - ln0.0002)/(0.6 - 0.5) = 23.03 → n = 1.678

q*V( n*k*T ) > 2 なら( V > 0.05V なら)
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で、画像が不鮮明で今一判らないのですが、たぶん、
最初の画像の上左の大きなコンデンサの正極---コイル---焼けたトランジスタ---両大コンデンサのマイナス極
コイルとトランジスタの接続部から---ダイオード---最初の画像の下中央の大きなコンデンサの正極
となっているので、これはおそらく昇圧スイッチング回路でしょう。
https://www.tdk.co.jp/techmag/power/200807u/index.htm#
そこのメインのスイッチングトランジスタが壊れた。
何のために何をやっているのかはさっぱり判りませんが、取り敢えず昇圧をさせて、最初の画像の下中央の大きなコンデンサの正極により高い電圧を送り込んでいるみたい。
そのコンデンサと電池とが繋がっている。

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https://offgridkin.com/archives/2035
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代替品候補の2SC3671と2SD1145のどちらが良いかは判りません。
https://www.chip1stop.com/pdf/product/TOSH/2SC3671_JA_DATASHEET_061107.PDF
https://www.chip1stop.com/pdf/product/SNYO/2SD1145.PDF
どちらも似たような感じで、どちらも悪くないような気がします。
どちらもhFEが元の物より低そうですが、強いて言うなら2SC3671の方が値が近そうです。

写真は、下の裏面の画像を反転させてあります。
この画像がどう見えていようと、こちらとしてはこれ以上改善のしようがありませんから、私は確認しませんが、ここに画像を上げたときは、必ずここで自分の質問を開いて、そこで見える画像を確認して下さい。
ここで複数の画像を1枚に詰め込むのは、基本的に暴挙です。ここの仕様です。

気付いてはいるんだけれど、私の能力では頭が追いつかないだけです。

で、画像が不鮮明で今一判らないのですが、たぶん、
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となっているので、これはおそらく昇圧スイッチング回路でしょう。
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